JP2000178324A - 電気絶縁用樹脂組成物及び電気機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱温度が高く、熱伝導性、接着性及び空乾
性が良好であり、更に電気絶縁処理した電気機器から発
生する臭気を低減させた電気絶縁用樹脂組成物を提供す
るとともに、耐熱性及び熱放散性が良好であり、発生す
る臭気を低減させた電気機器を提供する。 【解決手段】 （Ａ）不飽和二塩基酸及びジシクロペン
タジエニルモノマレートを必須成分とする酸成分とエー
テル結合を有するアルコールを必須成分とするアルコー
ル成分を反応させて得られる不飽和ポリエステル２０〜
８０重量部、（Ｂ）２−ヒドロキシエチルメタクリレー
ト１０〜１００重量％とスチレン又はスチレン誘導体０
〜９０重量％を配合してなる架橋性モノマー２０〜８０
重量部、（Ｃ）無機充填剤、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の
総重量１００部に対し０〜５０重量部及び（Ｄ）硬化
剤、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の総重量１００部に対し
０．５〜５．０重量部からなる電気絶縁用樹脂組成物並
びにこの電気絶縁用樹脂組成物を用いて電気絶縁処理さ
れてなる電気機器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気絶縁用樹脂組
成物及び電気機器に関し、さらに詳しくは不飽和ポリエ
ステル樹脂を主成分とする電気絶縁用樹脂組成物及びこ
の電気絶縁用樹脂組成物を用いて電気絶縁処理されてな
る電気機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、モータ，トランス等の電気機器
は、鉄コアの固着又は防錆，コイルの絶縁又は固着等を
目的として、電気絶縁用樹脂組成物（以下、コイル含浸
用樹脂組成物ともいう）で処理されている。電気絶縁用
樹脂組成物には、ベース樹脂を芳香族系や脂肪族系の非
反応性希釈剤に溶解した溶剤形と、ベース樹脂を反応性
希釈剤に溶解した無溶剤形がある。無溶剤形の反応性希
釈剤には、これまでスチレンモノマー又はビニルトルエ
ン等のスチレン誘導体が用いられてきたが、特有の強い
臭いや、皮膚に炎症を起こす場合があり、適切な取扱い
が必要となる。

【０００３】このため、安全性向上、環境改善にも役立
つ非スチレン系又はスチレン低減のコイル含浸用樹脂組
成物が求められるようになってきている。更に、近年の
電気機器は、小型、軽量化、高出力化が進んだため、蓄
熱温度がより高くなり、これに使用される変圧器や回転
機のコイルには、より高い耐熱性が求められている。特
に、電子レンジ、インバータエアコンなどの電気機器に
用いられる変圧器やリアクトルコイルは、運転時に過大
な負荷により発生した熱が放散されずに蓄熱され電気機
器の温度が上昇することがあるので、電気絶縁用樹脂組
成物にもより高い耐熱性が求められる。

【０００４】このことから、不飽和ポリエステルとし
て、耐熱性の高いエステルイミド変性不飽和ポリエステ
ルを使用し、これに架橋性モノマー及び硬化剤として有
機過酸化物、さらに必要に応じて硬化促進剤を配合した
電気絶縁用樹脂組成物が用いられていた。なお、架橋性
モノマーとしては、スチレン、ビニルトルエン、アクリ
ル酸エステル類、メタクリル酸エステル類などが挙げら
れる。また、電気機器の運転時に生ずる発熱による温度
上昇を小さくするため、熱伝導率を高め大気雰囲気中へ
の熱放散性を向上させるために、無機充填剤を配合して
いるが、従来の耐熱性の高いエステルイミド変性不飽和
ポリエステルに無機充填剤を配合すると耐熱性が低下す
るという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】電気絶縁用樹脂組成物
において近年の要求性能を満足すべく、より耐熱温度が
高く、熱伝導率が高く、接着性も良好であり、更に作業
性の観点からゲル化時間及び空乾性が良好であり、かつ
安全性向上、環境改善の観点から電気絶縁処理した電気
機器から発生する臭気を低減することができる電気絶縁
用樹脂組成物が要求されるようになった。

【０００６】本発明は、耐熱温度が高く、熱伝導性、接
着性及び空乾性が良好であり、更に電気絶縁処理した電
気機器から発生する臭気を低減させた電気絶縁用樹脂組
成物を提供するとともに、耐熱性及び熱放散性が良好で
あり、発生する臭気を低減させた電気機器を提供するも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、（Ａ）不飽和
二塩基酸及びジシクロペンタジエニルモノマレートを必
須成分とする酸成分とエーテル結合を有するアルコール
を必須成分とするアルコール成分を反応させて得られる
不飽和ポリエステル２０〜８０重量部、（Ｂ）２−ヒド
ロキシエチルメタクリレート１０〜１００重量％とスチ
レン又はスチレン誘導体０〜９０重量％を配合してなる
架橋性モノマー２０〜８０重量部、（Ｃ）無機充填剤、
（Ａ）成分と（Ｂ）成分の総重量１００部に対し０〜５
０重量部及び（Ｄ）硬化剤、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の
総重量１００部に対し０．５〜５．０重量部からなる電
気絶縁用樹脂組成物並びにこの電気絶縁用樹脂組成物を
用いて電気絶縁処理されてなる電気機器に関する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明で用いられる不飽和ポリエ
ステルは、不飽和二塩基酸を必須成分とする酸成分、エ
ーテル結合を有するアルコールを必須成分とするアルコ
ール成分及びジシクロペンタジエニルモノマレートを反
応させて得られる。不飽和二塩基酸としては、無水マレ
イン酸、マレイン酸、フマル酸などが用いられ、これら
は単独で用いても併用してもよい。酸成分としては、通
常は、不飽和二塩基酸のほか飽和酸が含まれる不飽和基
の量を調節して可撓性、耐熱性、耐薬品性などの性質を
付与するために併用される。飽和酸としては、無水フタ
ル酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラ
ヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、ヘキ
サヒドロフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、テトラ
ヒドロフタル酸、アジピン酸、セバチン酸などの飽和二
塩基酸などが挙げられる。これらは単独で用いても併用
してもよい。不飽和酸の量は、全酸成分中６０〜９５当
量％の範囲で選択されることが好ましい。

【０００９】また、ジシクロペンタジエニルモノマレー
トは、全酸成分中３〜３０当量％の範囲で使用すること
が好ましい。ジシクロペンタジエニルモノマレートの使
用量が少なすぎると、樹脂の耐熱性は低下しやすく、多
すぎると可撓性が低下する傾向がある。

【００１０】エーテル結合を有するアルコール成分とし
ては、ジエチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコー
ルなどが用いられる。これらは単独で用いても併用して
もよい。アルコール成分としては、エーテル結合を有す
るアルコール成分のほかにエーテル結合を持たないアル
コール成分を併用することができる。このようなアルコ
ール成分としては、エチレングリコール、プロピレング
リコール、１，３−ブタンジオール、ネオペンチルグリ
コール、グリセリン、１，６−ヘキサンジオールなどが
用いられる。これらは、単独で用いても併用してもよ
い。エーテル結合を有するアルコールを使用することに
より、可撓性を改善することができる。そのために、エ
ーテル結合を有するアルコール成分の量は、全アルコー
ル成分中３０〜１００当量％の範囲で使用することが好
ましく、７０〜９０当量％の範囲で使用することが特に
好ましい。

【００１１】本発明で使用される不飽和ポリエステル
は、酸成分とアルコール成分を混合して１９０〜２２０
℃に昇温させ、脱水縮合反応させて得ることができる。
全酸成分１当量に対して全アルコール成分は１〜１．３
当量の範囲で使用することが好ましい。

【００１２】本発明で使用される架橋性モノマーは、２
−ヒドロキシエチルメタクリレート１０〜１００重量％
とスチレン又はスチレン誘導体９０〜０重量％を配合し
たものが好ましい。特に、２−ヒドロキシエチルメタク
リレート２０〜４０重量％とスチレン又はスチレン誘導
体８０〜６０重量％の混合物とすることが好ましい。２
−ヒドロキシエチルメタクリレートが１０重量％未満と
なると、電気絶縁処理した電気機器から発生する臭気が
増加する傾向がある。

【００１３】不飽和ポリエステルと架橋性モノマーとの
配合比は、不飽和ポリエステルと架橋性モノマー合計を
１００重量部として、不飽和ポリエステル２０〜８０重
量部、架橋性モノマー８０〜２０重量部とすることが好
ましく、特に、不飽和ポリエステル３０〜６０重量部、
架橋性モノマー７０〜４０重量部とすることが好まし
い。不飽和ポリエステルの割合が少なすぎると、本発明
における電気絶縁用樹脂組成物に被絶縁物を浸漬し、引
き上げたときの樹脂付着量が少なくなり、コイルの固着
力、熱放散性が低下しやすくなり、逆に多すぎると粘度
が高くなるため、電気絶縁用樹脂組成物の被絶縁物への
含浸性が低下する傾向がある。

【００１４】硬化剤としては、例えば、ベンゾイルパー
オキサイド、ターシャリブチルパーオキサイド、メチル
エチルケトンパーオキサイドなど一般に用いられている
有機過酸化物が用いられる。硬化剤は、少ないと硬化に
長時間を要し、多いと硬化が速すぎて作業性が悪くなる
ので（タンクライフが短くなるので）、不飽和ポリエス
テルと架橋性モノマーの総量に対して、０．５〜５．０
重量％の範囲で適宜選定される。

【００１５】無機充填剤は、電気機器を運転するときの
放熱性を向上させることを主な目的として配合される。
放熱性の観点からは配合量が多い程よいが、この配合量
が多くなると電気絶縁用樹脂組成物の粘度が高くなり、
含浸性が低下する。このことから、不飽和ポリエステ
ル、架橋性モノマー及び無機充填剤の総量を１００重量
部とするとき、無機充填剤は５０重量部を超えない範囲
であるのが好ましく、４０重量部を超えない範囲である
のが好ましい。また、放熱性を向上させるためには、無
機充填剤を１０重量部以上配合するのが好ましい。無機
充填剤の配合量が１０重量部未満であると熱伝導性が低
くなり放熱性が低下する傾向がある。無機充填剤として
は、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミ
ニウム、二酸化ケイ素などが挙げられる。

【００１６】また電気絶縁用樹脂組成物には、必要に応
じてナフテン酸コバルト、オクテン酸コバルト、ナフテ
ン酸マンガン、ナフテン酸鉛などの硬化促進剤を含有さ
せることができる。硬化促進剤を使用するときは、不飽
和ポリエステルと架橋性モノマーの総量に対して０．１
〜３重量％の範囲で適宜選定される。

【００１７】本発明になる電気絶縁用樹脂組成物は、電
子レンジ、テレビ、ステレオ、ラジカセ、ＣＤ、ＶＴ
Ｒ、アダプター等の家電民生用機器、パソコン、ワープ
ロ、複写機等のＯＡ関連機器などに用いられる各種のト
ランスの鉄コア及びエナメル銅線の固着，防錆又は運転
時のトランスの放熱性を向上させることなどを目的とし
て、これらに含浸し硬化させて使用される。

【００１８】

【実施例】次に、本発明を実施例によってさらに具体的
に説明するが、本発明はこれらによって制限されるもの
ではない。また、実施例及び比較例において、「部」は
特に断らない限り「重量部」を意味する。

【００１９】実施例１〜４ 不飽和ポリエステル（Ａ−１）の合成 ジシクロペンタジエン３３０部、無水マレイン酸２３０
部及び水４２部を反応釜に仕込み、窒素ガス気流下に１
４０℃で２時間反応させて、ジシクロペンタジエニルモ
ノマレートを合成した。次いで、エチレングリコール１
７０部、ジエチレングリコール１１００部、無水マレイ
ン酸７５０部及びテレフタル酸２９０部を反応釜に仕込
み、窒素ガス気流中で２００〜２２０℃に昇温し、この
範囲に温度を維持して脱水縮合反応を行わせ、酸価が２
０となったところで冷却して不飽和ポリエステル（Ａ−
１）を得た。

【００２０】上記で得たＡ−１成分を、Ｂ−１成分であ
る２−ヒドロキシエチルメタクリレート及びＢ−２成分
であるスチレン、Ｃ成分である平均粒径２０μの二酸化
ケイ素、Ｄ成分である過酸化ベンゾイルを、表１に示す
配合比で攪拌混合して樹脂組成物を得た。

【００２１】比較例１〜６ 不飽和ポリエステル（Ａ−２）の合成 テトラヒドロ無水フタル酸１５２部及びモノエタノール
アミン６１部を反応釜に仕込み、窒素ガス気流中１６０
℃で１時間、１８０℃で３時間反応させ、酸価８のイミ
ドアルコールを得、温度を６０℃として無水マレイン酸
１２７部を加え、窒素ガス気流中１６０℃で４時間反応
させ、酸価２５０を確認して降温した。次に、グリセリ
ン４６部、エチレングリコール３１部及び大豆油脂肪酸
８４部を加え、窒素ガス気流中１８０〜２１０℃で脱水
縮合反応を行わせ、酸価が２０となったところで冷却し
た。なお、不飽和ポリエステル（Ａ−２）は、エステル
イミド変性不飽和ポリエステルである。

【００２２】上記で得たＡ−２成分、上記実施例で得た
Ａ−１成分、Ｂ−１成分、Ｂ−２成分、Ｃ成分及びＤ成
分を表２に示す配合比で攪拌混合して樹脂組成物を得
た。

【００２３】上記実施例及び比較例で得られた電気絶縁
用樹脂組成物について、ゲル化時間、空乾性、耐熱温
度、剪断接着力、熱伝導率及びこの電気絶縁用樹脂組成
物を用いて電気絶縁処理したトランスの運転時温度上
昇、更に臭気について調べた。その結果を表１に示す。
なお、これら特性の試験方法は、以下の通りである。 ゲル化時間：ＪＩＳ Ｃ−２１０５に準じて測定し
た。 空乾性 鉄ブロック（６３mm×６０mm×２３mm、７６０ｇ）にブ
リキ板を張り合わせ、ブリキ板上に電気絶縁用樹脂組成
物を塗布し、１００℃及び９０℃の乾燥機で加熱し、ブ
リキ板表面の組成物のベトツキが感じられなくなるまで
の時間を測定した。

【００２４】耐熱温度 ツイストペア法での寿命評価による耐熱温度。直径１．
０mmの１種ＡＩ−ＥＩＷ（上地がポリアミドイミド、下
地がポリエステルイミドのエナメル銅線）を用い、ＵＬ
−１４４６に準じて耐熱温度を求めた。 剪断接着力 図１〜図３を参照して説明する。図１はストラッカー試
験片の断面図であり、図２はその正面図、図３は側面図
である。２本の直径２．０mm、長さ８０mmのポリエステ
ルエナメル銅線１を直列に配列し、その接合部３を中心
にその周囲を６本の直径２．０mm、長さ４０mmのポリエ
ステルエナメル銅線２で囲み、直径０．４mmのポリエス
テルエナメル銅線４で束ねてＪＩＳ Ｃ−２１０５に準
じてストラッカー試験片を作製し、これに電気絶縁用樹
脂組成物を含浸させ、硬化させたものを用いて、２３℃
での剪断接着力を測定した。

【００２５】熱伝導率 直径５０mm、厚さ１０mmの円盤状の金型内に電気絶縁用
樹脂組成物を注型し、温度１５０℃で３時間硬化させて
試験片を作製し、熱伝導率測定装置（ダイナテック株式
会社製、シーマテック（商品名））を用いて測定した。 運転時温度上昇 コア寸法が８３mm×８０mm×５０mmのトランスのコア内
部に温度センサーを付け、電気絶縁用樹脂組成物を室温
１３３hPaの減圧下に注入し、温度１６０℃で３時間硬
化させた。冷却後、トランスの温度を測定し、１００Ｖ
の電圧を２時間印加した後の温度を再び測定し、電圧印
加前後の温度差から温度上昇を求めた。

【００２６】スチレンガス濃度 電気絶縁用樹脂組成物１０ｇを直径６０mmの金属シャー
レに入れて硬化させたものを試験片とする。４リットル
の丸型缶をフタを空けた状態で１５０℃で２時間熱処理
し、常温まで冷却した後、試験片を入れてフタを閉め、
１２０℃で２時間熱処理した直後にスチレンガス濃度計
（新コスモス電機製、ＸＰ−３１６Ａ型）を用いてスチ
レンガス濃度を測定した。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】表１及び表２から、本発明の実施例になる
電気絶縁用樹脂組成物は、無機充填剤を混合することに
よって、熱伝導率が上昇し、電気機器の温度上昇を抑制
することができ、エステルイミド変性不飽和ポリエステ
ルを用いた比較例になる電気絶縁用樹脂組成物と比較し
て、無機充填剤を混合した場合においても耐熱温度の低
下が認められず、空乾性、剪断接着力が優れていること
がわかる。さらに架橋性モノマーとして、スチレンの他
に２−ヒドロキシエチルメタクリレートを併用すること
によって、電気絶縁処理した電気機器から発生する臭気
を低減することができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明になる電気絶縁用樹脂組成物は、
空乾性、耐熱温度、剪断接着力が優れ、熱伝導性が良好
であり、かつ電気絶縁処理した電気機器から発生する臭
気を低減することができる。さらに、本発明の電気絶縁
用樹脂組成物を用いることにより、電気機器の小型、軽
量化が可能となるとともに、電気機器の信頼性向上、安
全性向上及び環境改善に寄与でき、耐熱性及び熱放散性
が良好で、臭気発生が少なく、信頼性の高い電気機器を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】剪断接着力試験用のストラッカー試験片の断面
図である。

【図２】図１に示したストラッカー試験片の正面図であ
る。

【図３】図１に示したストラッカー試験片の側面図であ
る。

【符号の説明】

１ ポリエステルエナメル銅線 ２ ポリエステルエナメル銅線 ３ 接合部 ４ ポリエステルエナメル銅線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J002 CF221 CF241 DE148 DE238 DJ018 EA047 EH076 EK039 EK049 EK069 FD018 FD149 GQ01 4J027 AB02 AB06 AB07 AB10 AB13 AB15 AB16 AB17 AB18 AB19 AB23 AB24 AB25 AJ05 BA05 BA08 CA14 CA18 CA36 CB03 CB08 CC01 5G305 AA12 AB23 AB24 AB34 AB36 BA09 CA12 CB04 CB08 CC02 CD01 CD08

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）不飽和二塩基酸及びジシクロペン
   タジエニルモノマレートを必須成分とする酸成分とエー
   テル結合を有するアルコールを必須成分とするアルコー
   ル成分を反応させて得られる不飽和ポリエステル２０〜
   ８０重量部、（Ｂ）２−ヒドロキシエチルメタクリレー
   ト１０〜１００重量％とスチレン又はスチレン誘導体０
   〜９０重量％を配合してなる架橋性モノマー２０〜８０
   重量部、（Ｃ）無機充填剤、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の
   総重量１００部に対し０〜５０重量部及び（Ｄ）硬化
   剤、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の総重量１００部に対し
   ０．５〜５．０重量部からなる電気絶縁用樹脂組成物。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電気絶縁用樹脂組成物
   を用いて電気絶縁処理されてなる電気機器。